(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で、三次元の全方向に流体を噴出することができる噴霧器を提供する。【解決手段】内部に流体が通過する中空の第１主軸２と、主軸２を軸心として回転する主軸回転部３と、回転部３と第１主軸２間に流体が入り込まないように締付ける外部リング４と、少なくとも前記主軸回転部に接続する継手部以外の継手部５が略球状をし、主軸回転部３内を通過した流体を三方又は四方に分流できる三方継手１４又は四方継手６と、一方に略球状の継手部７を有し、他方に継手部と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部８が形成された角度継手９と、一方がノズル状に形成され、他方に前記継手部７と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部が形成されたノズル継手と、で構成されてなり、前記主軸回転部が、前記ノズル継手から噴出される流体の勢いによって回転する。【選択図】図１
2005046829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体が通過する中空の第１主軸と、
前記第１主軸に嵌合し、前記第１主軸を軸心として回転する主軸回転部と、前記主軸回転部に嵌合し、前記主軸回転部を前記第１主軸側に付勢して前記主軸回転部と前記第１主軸間に流体が入り込まないように締付ける外部リングと、
前記主軸回転部と接続され、少なくとも前記主軸回転部に接続する継手部以外の継手部が略球状をし、前記主軸回転部内を通過した流体を三方又は四方に分流できる三方又は四方継手と、
前記三方又は四方継手に接続され、一方に略球状の継手部を有し、他方に前記継手部と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部が形成された角度継手と、
前記三方又は四方継手、或いは、前記角度継手に接続され、一方がノズル状に形成され、他方に前記継手部と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部が形成されたノズル継手と、で構成されてなり、
前記主軸回転部が、前記ノズル継手から噴出される流体の勢いによって回転することを特徴とする噴霧器。
【請求項２】
前記主軸回転部が、１対の割型で形成されている請求項１に記載の噴霧器。
【請求項３】
前記主軸回転部の前記継手部との接続部に、前記継手部と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の噴霧器。
【請求項４】
前記第１主軸と前記三方又は四方継手は、前記主軸回転部の内部に設けられた管を介して連通していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の噴霧器。
【請求項５】
前記継手部が、軸心に対して２０°の角度範囲で接続角度を変化させることができる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の噴霧器。
【請求項６】
前記第１主軸、主軸回転部、三方又は四方継手、角度継手及びノズル継手が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の噴霧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元の全方向に流体を噴射することができる噴霧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、三次元方向に水等の流体を噴射する噴霧器として、例えば、特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２０４９４号公報
【０００４】
特許文献１に記載の三次元回転ノズル駆動装置は、ノズルの取り付け位置を調整してその噴射に伴う反力により装置本体を所望の回転速度で回転駆動し、噴水を三次元方向に噴射するとともに、オイルの摩擦力により回転速度の制御を行うものである。
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に記載されている三次元回転ノズル駆動装置は、ノズルの回転制御、位置制御等を精度良く行うことが可能であるが、構造が複雑であった。このため、製造コストが高くなるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、簡単な構造で、三次元の全方向に流体を噴出することができる噴霧器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係る噴霧器は、内部に流体が通過する中空の第１主軸と、前記第１主軸に嵌合し、前記第１主軸を軸心として回転する主軸回転部と、前記主軸回転部に嵌合し、前記主軸回転部を前記第１主軸側に付勢して前記主軸回転部と前記第１主軸間に流体が入り込まないように締付ける外部リングと、前記主軸回転部と接続され、少なくとも前記主軸回転部に接続する継手部以外の継手部が略球状をし、前記主軸回転部内を通過した流体を三方又は四方に分流できる三方又は四方継手と、前記三方又は四方継手に接続され、一方に略球状の継手部を有し、他方に前記継手部と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部が形成された角度継手と、前記三方又は四方継手、或いは、前記角度継手に接続され、一方がノズル状に形成され、他方に前記継手部と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部が形成されたノズル継手と、で構成されてなり、前記主軸回転部が、前記ノズル継手から噴出される流体の勢いによって回転することを特徴とする。
【０００８】
ノズル継手から噴出する流体の勢いによって、主軸回転部が回転運動する。また、各継手は各接続部分において、角度を変えることができる。このため、流体の噴出方向を三次元的に選択することが可能となる。さらに、接続する継手の数を適宜選択することによって、大きさも自在に変化させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る噴霧器は、前記主軸回転部が、１対の割型で形成されているものである。
【００１０】
主軸回転部が１対の割型で形成されているため、第１主軸とのはめ合せの為の溝部を精度良く形成することができる。
【００１１】
また、本発明に係る噴霧器は、前記主軸回転部の前記継手部との接続部に、前記継手部と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部が形成されているものである。
【００１２】
主軸回転部の継手部との接続部にも、この継手部と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部が設けられているため、主軸回転部を通過してきた流体の方向を自在に変化させることが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る噴霧器は、前記第１主軸と前記三方又は四方継手が、前記主軸回転部の内部に設けられた管を介して連通しているものであってもよい。
【００１４】
第１主軸と三方又は四方継手は、管を介して連通しているため、前記第１主軸、三方又は四方継手、及び主軸回転部の接合部、又は１対の割型で形成された主軸回転部の割型の隙間から流体が漏れることを防止できる。
【００１５】
また、本発明に係る噴霧器は、前記継手部が、軸心に対して２０°の角度範囲で接続角度を変化させることができるものである。
【００１６】
継手部が、軸心に対して２０°の角度範囲で接続角度を変化させることができるため、流体の噴出角度を所定の角度に変化させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る噴霧器は、前記第１主軸、主軸回転部、三方又は四方継手、角度継手及びノズル継手が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成されているものである。
【００１８】
各継手等が、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという。）で形成されているため、軽量とすることが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、以上のように構成されており、簡単な構造で、三次元の全方向に流体を噴出することができる噴霧器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る噴霧器の実施形態例について説明する。
［第１実施形態］
【００２１】
図１は、第１実施形態に係る噴霧器全体の断面図、図２は、主軸回転部を示す図、図３は、外部リングの断面図、図４は、流体を四方に分流する四方継手を示す断面図、図５は、流体を三方に分流する三方継手を示す断面図、図６は、角度継手を示す断面図、図７は、ノズル継手を示す断面図、図８は、第２主軸を示す断面図、図９は、第１主軸を示す断面図、図１０は、第１主軸、主軸回転部、外部リングを組み合わせた状態の断面図、図１１は、第２主軸、主軸回転部、外部リングを組み合わせた状態の断面図である。
【００２２】
図１において、第１実施形態における噴霧器１は、図示しない内部に流体が通過する中空の固定配管に固定、接続される内部に流体が通過する中空の第１主軸２と、この第１主軸２に嵌合し、第１主軸２を軸心として回転する主軸回転部３と、主軸回転部３に嵌合し、主軸回転部３を第１主軸２側に付勢して主軸回転部３と第１主軸２間に流体が入り込まないように締付ける外部リング４と、主軸回転部３と接続され、継手部５が略球状をし、主軸回転部３内を通過した流体を四方に分流でき、主軸回転部３との接続角度を任意の角度に自在に変化させることが可能な四方継手６と、四方継手６に接続され、一方に略球状の継手部７を有し、他方に継手部７と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部８が形成された角度継手９と、角度継手９に接続され、一方がノズル状に形成され、他方に継手部７と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう凹状の軸受け部１０が形成されたノズル継手１１と、四方継手６に接続された第２主軸１３と、この第２主軸１３に嵌合し、第２主軸１３を軸心として回転する主軸回転部３‘と、主軸回転部３’に嵌合し、主軸回転部３‘を第２主軸１３側に付勢して主軸回転部３’と第２主軸１３間に流体が入り込まないように締付ける外部リング４‘と、主軸回転部３’に接合され、内部を通過する流体を三方向に分流する三方継手１４で構成されている。
【００２３】
固定配管に固定、接続される内部に流体が通過する中空の第１主軸２は、図９に示すように、内部に流体の通路２４を有し、外周部には、固定配管と接合する接合部２１及び、後述する主軸回転部３の溝部と係合する凸部２２，２３が形成されている。この第１主軸２は、銅、ステンレス等の金属で形成されていても、他の継手と同様にＰＥＴで形成されていてもよい。
【００２４】
この第１主軸２に嵌合する主軸回転部３を図２に示す。図２に示すように、主軸回転部３は、２分割の割型で構成されており、内面には、前述の第１主軸２が嵌合する凹面３３が形成され、この凹面３３には、前述の第１主軸２の凸部２２，２３と係合する溝部３１，３２が形成されている。そして、２分割された割型のそれぞれには、組み合わされた際に、位置決めが確実に行えるように、凹凸部３４，３５が形成されている。また、外周には、後述する外周リング４が嵌合した際に、確実に係止し、正確に位置決めできるように、凹部３７，３８が形成されている。さらに、内面には、四方継手６の継手部５と嵌合する鏡板状に形成された軸受け部３６が形成されている。
【００２５】
ここで、第１主軸２の外径Ｄと、主軸回転部３の内径ｄとの差（ｄ−Ｄ）、すなわち、第１主軸２と主軸回転部３間に形成される隙間ｓ（図１０参照）は、０．１ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以下である。この範囲内とすることによって、第１主軸２と主軸回転部３とを嵌め合わせた場合において、これらの間に流体が入り込むのを防止できるとともに、主軸回転部３が第１主軸２の周囲を回転運動することができる。
【００２６】
この主軸回転部３の外周に嵌合し、この主軸回転部３を第１主軸２側に付勢して、この２分割された主軸回転部３及び第１主軸２を支持、固定する外周リング４を図３に示す。 図３に示すように、外周リング４は、円筒状に形成されており、その内面には、主軸回転部３の外周面に形成されている凹部３７，３８に係合する凸部４１，４２が形成されている。これによって、主軸回転部３に嵌合したときに、確実に位置決めすることができるとともに、確実に固定することができる。なお、これら凹部３７，３８及び凸部４１，４２は、それぞれの内周面及び外周面の周囲の全周にわたって形成されていることが好ましいが、互いに係合するように、複数箇所に部分的に形成されているものであってもよい。
【００２７】
図１０に、これら第１主軸２、主軸回転部３及び外部リング４とを組み合わせた状態の断面図を示す。図１０に示すように、第１主軸２は、主軸回転部３間に挟み込まれた状態で、主軸回転部３を外部リング４内に挿入することで、主軸回転部３から抜け出ることなく、固定される。そして、図１０に示すように、第１主軸２と主軸回転部３との間には、流体が侵入することはないが、円滑に回転運動ができる程度に隙間ｓが形成される。この隙間ｓは、０．１ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以下である。
【００２８】
この主軸回転部３の鏡板状に形成された軸受け部３６に接合され、内部を通過する流体を四方に分流する四方継手６を図４に示す。図４に示すように、四方継手６は、四方の各先端部に、略球状の継手部５が形成されている。この継手部５は、前述の主軸回転部３の軸受け部３６や、後述する角度継手９の軸受け部８と隙間なく接合するように、継手部５の外径が、軸受け部３６，８の内接面と略同等若しくは少し大きめに形成されている。そして、この継手部５は、このように略球状に形成されているため、主軸回転部３の軸受け部３６に嵌合された場合、軸受け部３６の鏡板状に形成された面に沿って動き、接合部の角度を自在に変化させることが可能となる。
【００２９】
また、図５に示すように、三方継手１４は、前述の四方継手６と異なり、継手部１２が三方の先端部に形成されている。それ以外は、前述の四方継手６と同様に、継手部１２は、主軸回転部３の軸受け部３６や、後述する角度継手９の軸受け部３６，８と隙間なく接合するように、その外径が、軸受け部３６，８の内接面と略同等若しくは少し大きめに形成されている。
【００３０】
図６は、これまで説明してきた四方継手６、三方継手１４、主軸回転部３等に接続され、その接続角度を調整するとともに、各継手間距離を調整することが可能な角度継手９の断面図である。角度継手９は、一方に略球状の継手部７が形成され、他方にこの継手部７或いは、他の四方継手６や三方継手１４の継手部５，１２と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう鏡板状に形成された軸受け部８が形成されている。
【００３１】
図７は、流体を噴出するノズル継手１１の断面図を示す図である。ノズル継手１１は、一方は、流体の噴出口７１を有したノズル状に形成され、他方には、角度継手９の継手部７や、他の四方継手６や三方継手１４の継手部５，１２と隙間なく接続し、その接続角度を自在に変化させることが可能となるよう鏡板状に形成された軸受け部１０が形成されている。
【００３２】
以上のように、各継手の継手部５，７，１２は、略球状に形成され、これら継手部５，７，１２と係合する各継手の軸受け部３６，８，１０は、これら継手部５，７，１２に各面と面接触するように鏡板状に形成されている。このため各継手部５，７，１２は、各軸受け部３６，８，１０の内面に沿って回転運動をすることができ、また、面接触によって支持されているため、所定の角度を持たせた状態で互いに接合することが可能となる。なお、本実施形態例においては、内部を通過する流体の圧力によって、これら継手が外れることがなく、また、接続角度が変化しないように、継手部の接続角度が軸心に対して２０°の角度範囲となるように、軸受け部３６，８，１０の端縁部３６‘，８’，１０‘が各継手部５，７，１２のネック部５’，７‘，１２’によって、接続角度が規制されるように形成されている。
【００３３】
また、本実施形態例における噴霧器１は、四方継手６の第１主軸２の他方側に第２主軸１３が係合され、この第２主軸１３に前述した主軸回転部３‘および外部リング４’が嵌合して、これに三方継手１４が接合されて、流体の噴出するノズル継手を有するノズル部が２段で形成されている。
【００３４】
四方継手６に接合されている第２主軸１３は、図８に示すように四方継手５の継手部６と隙間なく接合できるように、前述の各継手と同様の形状に形成された軸受け部５１が形成されている。また、外周部には、主軸回転部３‘の溝部３２，３１に係合する凸部５２，５３が形成されている。また、その外径Ｄ’は、前述の第１主軸２の外径Ｄと、主軸回転部３の内径ｄの関係と同様に、すなわち、第２主軸１３と主軸回転部３‘間に形成される隙間ｓ（図１１参照）が、０．１ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以下となるように形成されている。これによって、流体の侵入を防ぎつつ、ノズルから噴出される流体の反力によって回転運動が可能となる。
【００３５】
以上の、主軸回転部２、三方継手１４、四方継手６、角度継手９及びノズル継手１１は、ＰＥＴで形成されている。このため、これら各部品は、射出成形によって形成することができる。このように、ＰＥＴで形成されているため軽量で、安価に製造することが可能となる。
【００３６】
第１実施形態における噴霧器１は、以上のように構成されており、第１主軸２を図示しない固定配管等に接続することによって、噴霧器１に流体を供給することによってノズル継手１１から流体を噴出する。
【００３７】
図１に示すように、噴霧器１を通過する流体は、四方継手６によって分流され、ノズル継手１１から噴出される。そして、この際、ノズル継手１１の先端から噴出する流体の反力を受けて主軸回転部３が第１主軸２を中心に回転運動を開始する。また、第２主軸１３に流れ込んだ流体は、三方継手１４によって三方に分流され、先端に設けられているノズル継手１１から噴出される。この際、主軸回転部３と同様に、主軸回転部３‘は、噴出される流体の反力によって、第１主軸２に嵌合している主軸回転部３とは、別個独立に回転運動を開始する。
【００３８】
このように、第１実施形態に係る噴霧器１は、内部を通過し、ノズル継手１１から噴出する流体の勢いによって、主軸回転部３，３‘が回転運動をする。そして、その際のノズル継手１１が任意の方向に向くように、角度継手９及びノズル継手１１等を、各接合部において角度調節を行うことによって、三次元のいずれの方向にも流体を噴出することができる。
［第２実施形態］
【００３９】
本発明の第２実施形態に係る噴霧器の構成を図１２に基づいて説明する。第２実施形態の構成が第１実施形態と異なる点は、主軸回転部３，３‘の内部に管１５，１５’が夫々設けられており、第１主軸２と四方継手６及び第２主軸１３と三方継手１４は、管１５，１５‘を介して連通している点である。この管１５，１５’はＳＵＳ３０４等で形成される。金属製の不可曲な管１５，１５‘が設けられることにより、主軸回転部３，３’と四方継手６及び三方継手１４との接続部は、その接続角度を任意の角度に自在に変化させることができないようにされている。具体的には、四方継手６の主軸回転部３に接続する継手３９及び三方継手１４の主軸回転部３‘に接続する継手３９‘は円筒形状であり、外周面に形成された凸部４３，４３’が、主軸回転部３，３‘の内面に形成された凹部４４，４４‘に係合することで、四方継手６及び三方継手１４は主軸回転部３，３’に接続されている。
【００４０】
第１主軸２と管１５との間に形成される隙間、及び、四方継手６と管１５との間に形成される隙間は、０．０５ｍｍ以下、好ましくは０．０４ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下となるように形成されている。第２主軸１３と管１５‘との間に形成される隙間、及び、三方継手１４と管１５’との間に形成される隙間についても同様に形成されている。これにより、これらの隙間からの流体の漏洩を防止できる。よって、流体は管１５，１５‘内を流れ、第１主軸２、三方継手１４、四方継手６及び主軸回転部３，３’の接合部又は、主軸回転部３，３’を構成する割型の隙間から流体が漏れることはない。また、管１５，１５‘との間に形成される隙間に侵入した流体が、主軸回転部３，３’の回転により加熱されて蒸気となり、この蒸気が潤滑剤としての効果を発揮する。また、流体を蒸気に熱変換する際に熱量が消費されるため、主軸回転部３，３’に対する冷却効果も発揮される。その他の点は第１実施形態と同じであるのでその説明を省略する。
【００４１】
なお、前述の実施形態例に限定されるものではなく、例えば、四方継手６を使用せず、ここに、三方継手１４を接続し、流体を噴出するノズル部を１段の構成とすることもできる。また、図１において、三方継手１４の代えて四方継手をもう一つ接続し、ノズル部を３段の構成とすることもできる。
【００４２】
また、角度継手９の接続個数等を適宜選択することによって、ノズル部の長さを調節等することも可能であり、用途にあわせてその形態を自在に変更することが可能である。
【００４３】
また、第２実施形態において、金属製の管に代えてゴム等の可曲性のある材質の管を使用することもできる。この場合、主軸回転部３，３’と四方継手６及び三方継手１４との接続部は、その接続角度を任意の角度に自在に変化させることができるようにすることも可能である。
【００４４】
また、本発明に係る噴霧器は、以上のように、用途にあわせてノズル部の数、長さ、角度等を適宜変更することが可能であるため、従来使用されていた三次元ノズルの代換えとしての用途はもちろんであるが、その他にも、安価にできることから、各種用途に使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る噴霧器全体を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る噴霧器における主軸回転部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す図である。
【図３】本発明に係る噴霧器の実施形態の一例における外部リングを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る噴霧器における四方継手を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る噴霧器における三方継手を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す図である。
【図６】本発明に係る噴霧器の実施形態の一例における角度継手を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す図である。
【図７】本発明に係る噴霧器の実施形態の一例におけるノズル継手を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る噴霧器における第２主軸を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る噴霧器における第１主軸を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る噴霧器における第１主軸、主軸回転部、外部リングの組立て状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る噴霧器における第２主軸、主軸回転部、外部リングの組立て状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る噴霧器全体を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  噴霧器
２  第１主軸
３  主軸回転部
４  外部リング
５  継手部
６  四方継手
７  継手部
８  軸受け部
９  角度継手
１０  軸受け部
１１  ノズル継手
１２  継手部
１３  第２主軸
１４  三方継手
１５，１５‘  管
【図１】
2005046829.tif 000003
【図２】
2005046829.tif 000004
【図３】
2005046829.tif 000005
【図４】
2005046829.tif 000006
【図５】
2005046829.tif 000007
【図６】
2005046829.tif 000008
【図７】
2005046829.tif 000009
【図８】
2005046829.tif 000010
【図９】
2005046829.tif 000011
【図１０】
2005046829.tif 000012
【図１１】
2005046829.tif 000013
【図１２】
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